具有层系统的扁平制品及用于对这种扁平制品覆层的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种扁平制品，其具有由金属材料组成的核心层和施加在该核心层上的层系统，该层系统包括：具有无机成分的转化涂层，该转化涂层改善了在所述扁平制品上所施加的、至少一个含有聚合物的外层在核心层上的附着。为了实现生态无害的并且同时对于所提供的层系统的聚合物层的附着而言理想的先决条件，本发明专利技术建议，使该层系统包括由有机硅烷组成的增附剂成分，该增附剂成分相对于周围环境而覆盖住该转化涂层的改善附着的无机成分。同样地，本发明专利技术还涉及一种用于制造根据本发明专利技术的扁平制品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种扁平制品，该扁平制品具有由金属材料组成的核心层和在该核心层上涂覆的层系统，该层系统包括由无机成分组成的转化涂层，该转化涂层优化了扁平制品上所涂覆的、至少一个含有聚合物的外部层在核心层上的附着。这种扁平制品通常涉及到通过对钢材、铝材或其他金属材料进行热轧或冷轧所制成的带、板、扁坯或其他扁平的产品，这些产品的宽度分别明显大于自身厚度。此外，本专利技术还涉及一种用于制造这种扁平制品的方法。
技术介绍
在车身构造中通常作为其中一道的最后工序而将漆涂覆在由各种扁平制品成型的构件上，为了达到对于漆附着而言最优化的先决条件，而特别将有机的涂层涂覆在钢制扁平制品上。在实际应用中，各种扁平制品为此而经历了所谓的“磷化处理”，在该处理中将磷酸盐水溶液涂覆在扁钢制品上，该溶液与相应的金属基质反应并且在此构成了由牢固粘附的金属磷化物形成的所谓的“转化涂层”(Konversionsschicht)。磷化处理在此通常既在未进一步覆层的扁钢制品又在以金属的腐蚀保护层覆层的扁钢制品中应用。然而例如在铝基底上制造的扁平制品也适合磷化处理。分别得到的磷化层非常好地粘附在各个表面上并且通过微孔的或微毛细管的层结构允许接下来的覆层很好的固定。对于实际应用更重要的其他影响在于，在磷化处理过程中形成的磷化层提供了高电阻。通过磷化而达到的层厚度从几百纳米一直达到两微米。较薄的转化涂层能够特别例如通过铬化处理而产生。然而实现薄的层的方法具有的缺点在于，其化学的原始基底通常是有毒的或者至少从生态角度来看是危险的。经典的转化涂层(优选基于磷基)以及现代的替代方案在不同的金属表面上总是具有在暂时的和持久的粘附复合结构中的缺陷。这通常部分地是由于这类的转化涂层的层类型的结构(可能在层的内部断裂，或者损失对于聚合物的上方覆层的附着)。从在URL“www.elsevier.com/locate/electacta”网页上在ElectrochimicaActa112(2013)的14-23页中所公开的T.Lostak等人的文章“FormationandcharacterizationofFe3+-/Cu2+-modifiedzirconiumoxideconversionlayersonzincalloycoatedsteelsheets”中已知，含有作为优化附着的无机成分的二氧化锆的转化涂层以环境保护的观点来看是无害的并且在此特别适合用于扁钢制品的覆层。同时，Zr-转化涂层具有理想的高电阻并且构成了针对分别以转化涂层覆层的基质的腐蚀的有效保护。在此，根据该文章能够这样在相应的的金属扁平制品上产生Zr-转化涂层，即，使扁平制品首先通过碱性的清洁剂清洁，随后通过去矿物质的水冲洗并且随后在温热的空气流中烘干。在这样准备的扁平制品上能够继续施加水溶液，该水溶液含有0.1mol的Cu(NO3)2·3H2O(HZF+Cu)或者Fe(NO3)3·9H2O(HZF+Fe)以及1mol/l浓度的六氟锆酸(H2ZrF6)(\HZF\)。转化溶液的pH值通过加入10重量％的碳酸氢铵(NH4HCO3,10重量％)而调整到4。分别试验的金属板样本在20℃的温度下浸入到这样组成的溶液。在浸入过程结束后通过高纯的水冲洗并且在氮气气流中干燥。实际的测试显示出，以前述方式施加的层系统能够首先达到在该层系统上所施加的聚合层上的理想附着。然而在相应覆层的样本上的试验表明，这样施加的层并不能持久地湿度稳定地连接在所涂覆的转化涂层上。这种现象的理由在于，覆层的无机成分的连接仅通过转化涂层的羟基的二次相互作用而实现。在失效区域的活化以后，电解质渗入在转化涂层/聚合物的邻接面之间，通过形成了薄的电介质层而流失附着的复合结构。
技术实现思路
在前述的现有技术背景下，本专利技术的目的在于提供一种扁钢制品，其中借助于优化附着的、生态学无害的并且在层形成和最小化的层厚度方面优化的层系统，即使在这样的情况下，即，在扁平制品的核心层上额外施加了金属的、防腐蚀的保护层，仍确保了在该层系统上所施加的聚合层的持久可靠的附着。聚合物层例如能够是漆层或粘合剂层，通过该粘合剂层能够将构件粘在相应的扁平制品上或者通过该粘合剂层能够按照夹心的形式将该扁平制品与具有相同特性或其他特性的其他扁平制品连接成复合材料。此外还应该说明一种用于制造这样的扁平制品的方法。就该扁平制品而言，本专利技术通过使这种扁平制品具有根据权利要求1所述的特征而实现该目的。实现前述的目的的方法在权利要求7中说明。本专利技术有利的设计方案在从属权利要求中说明并且在下文中像是本专利技术总体思想一样地详细说明。根据本专利技术的扁平制品与前述的现有技术一致地、相应地具有由金属材料组成的核心层和涂覆在该核心层上的层系统。该层系统包括具有无机成分的转化涂层，该转化涂层改善了在该扁平制品上涂覆的、至少一个含聚合物的外层在核心层上的附着。根据本专利技术，该层系统同包括由有机硅烷组成的增附剂成分，该增附剂成分将转化涂层的改善附着的无机成分相对于周围环境覆盖住。依据相同的专利技术构思，通过根据本专利技术的方法能够以层系统对扁平制品覆层，该扁平制品具有由金属材料组成的核心层和可选地在该核心层上形成的防腐蚀的金属保护层，该层系统含有转化涂层，转化涂层具有无机成分，这些无机成分改善了以后待涂覆的、具有至少一种聚合物的外层在核心层上的附着，根据本专利技术的方法包括了以下操作步骤：a)以碱性清洁剂清洁扁平制品；b)以去矿物质的水来冲洗清洁后的扁平制品；c)将冲洗后的扁平制品干燥；d)在该扁平制品上涂覆转化溶液以形成转化涂层，该转化溶液在水溶液中含有Zr化合物或Ti化合物，这些化合物解离成为氟锆络合物或氟钛络合物，其中，d1)根据第一种替代性方案，向转化溶液额外加入有机硅烷作为增附剂，该有机硅烷含有环氧基并且是水溶的，或者d2)根据第二种替代性方案，首先将该转化溶液涂覆在扁平制品上，随后用去矿物质的水或生活用水冲洗该扁平制品并且随后涂覆作为增附剂而使用的、含有环氧基的有机硅烷的水溶液；e)对该扁平制品进行干燥。本专利技术基于这样一种认识，即，用于去除聚合物层(例如油漆、粘合剂)在不同的金属基质上的附着的重要机制是阴极属性的。这意味着，如果在以聚合物层覆盖的扁平制品的情况下在该聚合物层和该扁平制品的核心层之间设置层系统，该层系统为了增强该聚合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扁平制品，所述扁平制品具有由金属材料组成的核心层和施加在所述核心层上的层系统，所述层系统包括转化涂层，所述转化涂层具有无机成分并改善了在所述扁平制品上所施加的、至少一个含有聚合物的外层在所述核心层上的附着，其特征在于，所述层系统包括由有机硅烷组成的增附剂成分，所述增附剂成分相对于周围环境而覆盖住所述转化涂层的改善附着的无机成分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.09 DE 102013113731.81.一种扁平制品，所述扁平制品具有由金属材料组成的核心层
和施加在所述核心层上的层系统，所述层系统包括转化涂层，所述转
化涂层具有无机成分并改善了在所述扁平制品上所施加的、至少一个
含有聚合物的外层在所述核心层上的附着，其特征在于，所述层系统
包括由有机硅烷组成的增附剂成分，所述增附剂成分相对于周围环境
而覆盖住所述转化涂层的改善附着的无机成分。
2.根据权利要求1所述的扁平制品，其特征在于，所述核心层
由钢材制成。
3.根据权利要求2所述的扁平制品，其特征在于，在所述层系
统与所述核心层之间存在金属的保护层，所述层系统位于所述保护层
上并且所述保护层保护所述核心层不受腐蚀。
4.根据上述权利要求中的任意一项所述的扁平制品，其特征在
于，所述转化涂层含有氧化锆或氧化钛作为改善所述聚合物层在所述
核心层上的附着的无机成分。
5.根据上述权利要求中的任意一项所述的扁平制品，其特征在
于，由所述转化涂层和所述增附剂而产生的总厚度为20–200nm。
6.根据上述权利要求中的任意一项所述的扁平制品，其特征在
于，形成了所述增附剂层的有机硅烷具有1–40个碳原子。
7.一种用于以层系统来对扁平制品进行覆层的方法，所述扁平
制品具有由金属材料制成的核心层以及在所述核心层上可选地形成
的、防腐蚀的金属保护层，所述层系统包含转化涂层，所述转化涂层
具有无机成分，所述无机成分改善了后续待覆盖的、至少一个具有聚

\t合物的外层在所述核心层上的附着，所述方法包括以下操作步骤：
a)以碱性清洁剂清洁所述扁平制品；
b)以去矿物质的水来冲洗清洁后的所述扁平制品；
c)将冲洗后的所述扁平制品干燥；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马蒂亚斯·金佩尔，托马斯·洛斯塔克，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司，蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE